Il cervello umano ha circa 100 miliardi di cellule nervose. Le cellule nervose si trovano anche nel midollo spinale. Insieme, il cervello e il midollo spinale costituiscono il sistema nervoso centrale (SNC). Ogni cellula nervosa è chiamata un neurone e questo è composto da un corpo cellulare che dirige le sue attività; dendriti, piccole estensioni ramificate che ricevono segnali da altri neuroni per trasmettere al corpo cellulare; e l'assone, una lunga estensione dal corpo cellulare lungo il quale viaggiano i segnali elettrici. Tali segnali non solo collegano il cervello e il midollo spinale, ma trasportano anche impulsi ai muscoli e alle ghiandole. Il segnale elettrico che viaggia lungo un assone è chiamato impulso nervoso.

TL; DR (Troppo lungo, non letto)

Gli impulsi nervosi sono segnali elettrici che viaggiano lungo un assone.

Neurotrasmissione

La neurotrasmissione è il processo di trasferimento di questi segnali da una cellula all'altra. Questo processo stimola la membrana di un neurone, e quel neurone ha bisogno di segnalare un altro neurone, essenzialmente lavorando in una catena di neuroni, in modo che l'informazione possa spostarsi rapidamente al cervello.

Quell'impulso nervoso viaggia verso il basso assone del neurone ricevente. Una volta che i dendriti del neurone successivo ricevono questi "messaggi", possono trasmetterli tramite un altro impulso nervoso ad altri neuroni. La velocità con cui questo si verifica varia, a seconda che l'assone sia coperto o meno nella sostanza isolante chiamata mielina. Le guaine mieliniche sono prodotte da cellule gliali chiamate cellule di Schwann nel sistema nervoso periferico (PNS) e oligodendrociti nel sistema nervoso centrale. Queste cellule gliali avvolgono la lunghezza dell'assone, lasciando spazi vuoti tra loro, che sono chiamati nodi di Ranvier. Queste guaine mieliniche possono aumentare notevolmente la velocità con cui gli impulsi nervosi possono viaggiare. Gli impulsi nervosi più veloci possono viaggiare a circa 250 miglia all'ora.

Potenziale di riposo e recitazione

I neuroni, e in effetti tutte le cellule, mantengono un potenziale di membrana, che è la differenza nel campo elettrico all'interno e all'esterno della membrana cellulare. Quando una membrana si riposa, o non viene stimolata, si dice che abbia un potenziale di riposo. Gli ioni all'interno della cellula, in particolare potassio, sodio e cloro, mantengono l'equilibrio elettrico. Gli assoni dipendono dall'apertura e dalla chiusura dei canali voltaggio-dipendenti di sodio e potassio per condurre, trasmettere e ricevere segnali elettrici.

Nel potenziale di riposo, ci sono più ioni di potassio (o K +) all'interno della cellula rispetto all'esterno e ci sono più ioni sodio (Na +) e cloro (Cl-) all'esterno della cellula. La membrana cellulare di un neurone stimolato viene alterata, o depolarizzata, permettendo agli ioni Na + di inondare nell'assone. Questa carica positiva all'interno del neurone è chiamata potenziale d'azione. Il ciclo di un potenziale d'azione dura da uno a due millisecondi. Alla fine la carica all'interno dell'assone è positiva, e quindi la membrana diventa nuovamente permeabile agli ioni K +. La membrana diventa ripolarizzata. Queste serie di potenziali di riposo e di azione trasportano l'impulso nervoso elettrico lungo la lunghezza dell'assone.

Neurotrasmettitori

Alla fine dell'assone, il segnale elettrico dell'impulso nervoso deve essere convertito in un segnale chimico. Questi segnali chimici sono chiamati neurotrasmettitori. Affinché questi segnali possano continuare ad altri neuroni, i neurotrasmettitori devono diffondersi attraverso lo spazio tra l'assone e i dendriti di un altro neurone. Questo spazio è chiamato sinapsi.

L'impulso nervoso innesca l'assone per generare neurotrasmettitori, che poi fluiscono nel gap sinaptico. I neurotrasmettitori si diffondono attraverso lo spazio e poi si legano ai recettori chimici sui dendriti del neurone successivo. Questi neurotrasmettitori possono permettere agli ioni di entrare e uscire dal neurone. Il prossimo neurone viene stimolato o inibito. Dopo aver ricevuto i neurotrasmettitori, possono essere analizzati o riassorbiti. Il riassorbimento consente di riutilizzare i neurotrasmettitori.

L'impulso nervoso consente questo processo di comunicazione tra le cellule, sia ad altri neuroni che a cellule in altri luoghi come il muscolo scheletrico e cardiaco. Questo è il modo in cui gli impulsi nervosi dirigono rapidamente il sistema nervoso per controllare il corpo.